В 2005 году был открыт ярко-голубой газовый гигант в созвездии Лисички массой на 13% больше Юпитера. Экзопланета HD 189733 b в 30 раз ближе к Земле, чем Солнце.
Учёные #СПбГУ разбираются, почему экзопланета хаотично отклоняется от предсказанного времени астрономического прохождения — момент, во время которого одно небесное тело проходит перед другим, заслоняя его часть. Именно для HD 189733 b была построена первая карта температур. С помощью передовых наземных телескопов с высокой точностью за этой звездой наблюдают уже очень давно.
Способов обнаружения и изучения экзопланет существует достаточно много. В своей работе исследователи Университета используют два: метод Доплера и метод прохождений.
Первый относится к спектроскопическим. Он основан на измерении лучевой скорости звезды, то есть скорости, с которой она движется по своей небольшой орбите по направлению к Земле и от неё. Лучевая скорость меняется из-за влияния на звезду вращающейся вокруг неё планеты или группы планет. Учёные регистрируют лучевую скорость благодаря смещению в спектральных линиях, вызванному эффектом Доплера (изменением частоты и длины волн за счёт движения их источника).
Метод прохождений — фотометрический. Он основан на фиксации снижения яркости фотосферы звезды во время прохождения перед ней экзопланеты. Когда HD 189733 b оказывалась перед своей звездой обнаружилось необычное отклонение. Это избыток transit timing variations (TTV). Его нельзя объяснить инструментальными ошибками или допустимыми погрешностями в вычислениях. Кроме того, избыток TTV возникает хаотично. Так, одно прохождение экзопланеты перед звездой может произойти на 70 секунд раньше эфемериды (известного постоянного времени прохождения), другое — позже. Предсказать, когда случится опоздание, а когда планета пройдёт раньше установленного времени, совершенно невозможно.
Исследователи предположили, что это может происходить из-за пятен на экзопланете. То есть при прохождении перед звездой она регулярно затмевает не ровную фотосферу, а пятнистую, и снижение яркости в этом случае становится чуть меньшим. За счёт этого эффекта на кривой блеска, которая отражает изменения яркости астрономического объекта во времени, возникает аномалия. Она влияет на вычисления и, возможно, приводит к погрешности в 70 секунд.
Пятенная активность у звезды может быть разной. Если звезда обладает высокой пятенной активностью, то такие аномалии на кривой блеска будут появляться чаще. Нормальная форма кривой прохождения определяется эффектом потемнения к краю. Он заключается в том, что диск звезды чуть темнее по краям, чем в центре. Путём моделирования плавной кривой блеска были получены измерение тайминга, то есть срединного момента прохождения. Но если планета покрывает пятно, то на кривой будет аномалия длительностью 10–20 минут, которая внесёт отклонение и в тайминг.